一種uart多主實時通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領域，特別涉及一種UART多主實時通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]I2C接口與CAN接口都具有多主仲裁功能，通過I2C總線或CAN總線可以實現(xiàn)多主實時通信。然而現(xiàn)有的單片機，許多都不具備I2C接口與CAN接口，如果要實現(xiàn)多主實時通信，要么選擇通過擴展外掛一個CAN控制器的方式，要么選擇采取模擬I2C通信程序，通過增設握手信號的方式來完成，但是這兩種實現(xiàn)方式，其硬件電路的成本都較高，軟件設計的實時性也較差，而且，CAN接口為了保證通信系統(tǒng)的實時性，它限定一幀有效數(shù)據(jù)包為O到8個字節(jié)，這在許多實際通信系統(tǒng)中帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種UART多主實時通信系統(tǒng)，旨在解決針對現(xiàn)有的單片機通過擴展外掛CAN控制器的方式或者通過采取模擬I2C通信程序，增設握手信號的方式來實現(xiàn)多主實時通信，其硬件電路的成本高，軟件設計的實時性差的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種UART多主實時通信系統(tǒng)，包括單片機Ul，CAN收發(fā)器U2，總線仲裁單元，發(fā)送控制單元，所述單片機Ul的INT中斷輸入端連接所述總線仲裁單元，數(shù)據(jù)發(fā)送輸出端TXD連接所述發(fā)送控制單元，P2.0輸出端連接所述發(fā)送控制單元和所述CAN收發(fā)器U2的STB喚醒端，數(shù)據(jù)接收輸入端RXD連接所述總線仲裁單元和所述CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)接收輸出端RXD，所述CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)發(fā)送輸入端TXD連接所述總線仲裁單元和所述發(fā)送控制單元，所述單片機Ul和CAN收發(fā)器U2的電源正端VCC分別連接電源端，負端GND分別接地。
[0005]進一步地，所述UART多主實時通信系統(tǒng)還包括去耦電容Cl、C2和電阻R6、R7，所述去耦電容Cl，C2分別連接在電源端和地之間，所述電阻R6連接在所述CAN收發(fā)器U2的CANH端和SPLIT端之間，所述電阻R7連接在所述CAN收發(fā)器U2的CANL端和SPLIT端之間。
[0006]進一步地，所述總線仲裁單元包括三極管Q1，電阻R4和R1，所述發(fā)送控制單元包括三極管Q2、Q3，電阻R2、R3和R5，所述單片機Ul的數(shù)據(jù)接收輸入端RXD連接所述電阻R4的一端和所述CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)接收輸出端RXD，所述電阻R4的另一端連接所述三極管Ql的集電極和所述單片機Ul的INT端，所述三極管Ql的發(fā)射極連接電源端，所述三極管Ql的基極連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接所述CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)發(fā)送輸入端TXD，所述單片機Ul的數(shù)據(jù)發(fā)送輸出端TXD連接所述三極管Q2的發(fā)射極，所述三極管Q2的集電極連接所述CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)發(fā)送輸入端TXD和所述電阻R3的一端，所述電阻R3的另一端連接電源端，所述三極管Q2的基極連接所述電阻R2的一端和所述三極管Q3的集電極，所述電阻R2的另一端連接電源端，所述三極管Q3的發(fā)射極接地，所述三極管Q3的基極連接所述電阻R5的一端，所述電阻R5的另一端連接所述單片機Ul的P2.0端和所述CAN收發(fā)器U2的STB端。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的UART多主實時通信系統(tǒng)通過利用單片機的異步串行通信口 UART驅(qū)動CAN收發(fā)器來實現(xiàn)多主實時通信，解決了現(xiàn)有的單片機通過擴展外掛CAN控制器的方式或者通過采取模擬I2C通信程序，增設握手信號的方式來實現(xiàn)多主實時通信，其硬件電路的成本高，軟件設計的實時性差的問題，本發(fā)明不僅節(jié)省了電路的生產(chǎn)成本，同時，由于還具有不限定小數(shù)據(jù)包、可插入緊急報警的特點，所以其實時性比CAN協(xié)議的實時通信系統(tǒng)更優(yōu)越。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明提供的一種UART多主實時通信系統(tǒng)的模塊框圖；
圖2為本發(fā)明提供的UART多主實時通信系統(tǒng)的一實施例的電路原理圖；
圖3為字節(jié)收發(fā)位的示意圖；
圖4為幀首字節(jié)位的示意圖；
圖5為輪巡式通行信息幀協(xié)議格式示意圖；
圖6為事件觸發(fā)警報信息幀協(xié)議格式示意圖；
圖7為通信信道的仲裁與控制邏輯時序圖；
圖8為UART初始化程序的流程圖；
圖9為主程序啟動UART發(fā)送函數(shù)的流程圖；
圖10為主程序處理UART接收解析函數(shù)的流程圖；
圖11為仲裁外部中斷的中斷服務程序的流程圖；
圖12為UART 口發(fā)送中斷的中斷服務程序的流程圖；
圖13為UART 口接收中斷的中斷服務程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0009]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0010]如圖1所示為本發(fā)明提供的一種UART多主實時通信系統(tǒng)的模塊框圖，本發(fā)明提供的UART多主實時通信系統(tǒng)包括單片機Ul，CAN收發(fā)器U2，總線仲裁單元，發(fā)送控制單元，單片機Ul的INT中斷輸入端連接總線仲裁單元，數(shù)據(jù)發(fā)送輸出端TXD連接發(fā)送控制單元，P2.0輸出端連接發(fā)送控制單元和CAN收發(fā)器U2的STB喚醒端，數(shù)據(jù)接收輸入端RXD連接總線仲裁單元和CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)接收輸出端RXD，CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)發(fā)送輸入端TXD連接總線仲裁單元和發(fā)送控制單元，單片機Ul和CAN收發(fā)器U2的電源正端VCC分別連接電源端，負端GND分別接地。
[0011]UART多主實時通信系統(tǒng)還包括去耦電容C1、C2和電阻R6、R7，去耦電容C1，C2分別連接在電源端和地之間，電阻R6連接在CAN收發(fā)器U2的CANH端和SPLIT端之間，電阻R7連接在CAN收發(fā)器U2的CANL端和SPLIT端之間。
[0012]如圖2所TK為本發(fā)明提供的一種UART多主實時通信系統(tǒng)的一實施例的電路原理圖，總線仲裁單元包括三極管Q1，電阻R4和Rl，發(fā)送控制單元包括三極管Q2、Q3，電阻R2、R3和R5，單片機Ul的數(shù)據(jù)接收輸入端RXD連接電阻R4的一端和CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)接收輸出端RXD，電阻R4的另一端連接三極管Ql的集電極和單片機Ul的INT端，三極管Ql的發(fā)射極連接電源端，三極管Ql的基極連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)發(fā)送輸入端TXD，單片機Ul的數(shù)據(jù)發(fā)送輸出端TXD連接三極管Q2的發(fā)射極，三極管Q2的集電極連接CAN收發(fā)器U2的數(shù)據(jù)發(fā)送輸入端TXD和電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接電源端，三極管Q2的基極連接電阻R2的一端和三極管Q3的集電極，電阻R2的另一端連接電源端，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的基極連接電阻R5的一端，電阻R5的另一端連接單片機Ul的P2.0端和CAN收發(fā)器U2的STB端。
[0013]在單片機Ul的異步串行通信口 UART啟動發(fā)送前，單片機Ul的P2.0端輸出低電平，CAN收發(fā)器U2被喚醒，三極管Q3截止，三極管Q2把單片機Ul的TXD端電平信號同相地傳送到CAN收發(fā)器U2的TXD端。當單片機Ul的異步串行通信口 UART的數(shù)據(jù)發(fā)送一旦啟動，異步串行通信口 UART就發(fā)送一完整字節(jié)，在這一字節(jié)的發(fā)送過程當中，如果CAN收發(fā)器U2的TXD端與RXD端的電平不一致，TXD呈隱性，RXD呈顯性，那么，仲裁信號Arbitrt1n就送出下降沿外部中斷請求信號